宇宙會隨著熵增終結(jié)于無序的熱平衡么?

2022-12-08 21:06

2個回答

我想指出的是 熱力學(xué)第二定律適用的范圍的問題

首先 現(xiàn)在有共識表明在小尺度下,即經(jīng)典的公理化熱力學(xué)的通過平均得到的一些物理量比如溫度無法嚴格在物理上得到定義,此時,不能采用這個體系下的定律研究。而且,我記得Callen就曾經(jīng)在書中指出,熱力學(xué)定律均針對Macro system。

再者,至于宇宙能不能看成和我們普通的熱力學(xué)研究的體系里面的經(jīng)典的孤立系統(tǒng),我覺得是不能等同的??紤]到宇宙內(nèi)的引力效應(yīng),朗道在《統(tǒng)計物理學(xué)》中指出:“由于在宇宙尺度上,引力造成時空效應(yīng)使得熱力學(xué)第二定律不再適用”。

大概就這些。

物理上,熱寂說是錯誤的。
熱二定律說,如果閉合系統(tǒng)在某一時刻出于非平衡的宏觀狀態(tài),那么最概然的后果是系統(tǒng)的熵在后續(xù)時刻單調(diào)增長。
把這個定律應(yīng)用到宇宙,是不合適的。在考慮宇宙中的巨大區(qū)域時,其中存在的引力場將起巨大作用。根據(jù)廣義相對論,引力場是時空度規(guī)的改變。說簡單些,引力會改變時空的性質(zhì),而時空的性質(zhì)對于所研究的系統(tǒng)來說是外界條件。
上述熱二定律僅對穩(wěn)定外界條件下的系統(tǒng)適用。而膨脹的宇宙表明,度規(guī)(外界條件)與時間有關(guān)。所以它不穩(wěn)定,引力場不能作為閉合系統(tǒng)的一部分,整個宇宙不能看作閉合系統(tǒng)。
一句話,這個定律有前提條件,但是宇宙不滿足這個條件。

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